投票网站源码php,每天试用三小时vp加速器,建立企业网站方案,珠海网站建设熊掌号Java NIO#xff08;New I/O#xff0c;新 I/O#xff09;是 Java 1.4 版本引入的一组用于进行非阻塞 I/O 操作的 API。相比于传统的 Java I/O#xff08;或称为 IOStream#xff09;#xff0c;Java NIO 提供了更为灵活、可扩展和高性能的 I/O 处理方式。
Java NIO 的核…
Java NIONew I/O新 I/O是 Java 1.4 版本引入的一组用于进行非阻塞 I/O 操作的 API。相比于传统的 Java I/O或称为 IOStreamJava NIO 提供了更为灵活、可扩展和高性能的 I/O 处理方式。
Java NIO 的核心组件主要包括以下几个部分 通道Channel和缓冲区Buffer 通道代表了连接到实体如文件、网络套接字等的打开连接。通道可以进行读取和写入操作。缓冲区是一个对象它存储了数据用于在通道之间传输。通常是通过字节缓冲区ByteBuffer、字符缓冲区CharBuffer、整数缓冲区IntBuffer等来操作数据。 选择器Selector 选择器是 Java NIO 实现非阻塞 I/O 的关键部分。它允许单个线程处理多个通道的 I/O 操作。通过选择器可以实现一个线程管理多个通道的能力提高了处理连接的效率。 通道和选择器的配合使用 通过将通道注册到选择器中可以让一个选择器监视多个通道上的事件。当一个或多个通道上的事件发生时比如数据准备就绪、连接就绪等选择器会通知程序程序可以处理这些事件。
Java NIO 提供了更底层、更灵活的 API使得开发者可以更好地控制 I/O 操作并在处理大量连接时获得更好的性能。它通常用于构建需要高性能网络通信的应用程序如网络服务器、实时通信系统等。
虽然 Java NIO 提供了更多的控制权和性能优势但它也更为复杂相较于传统的 Java I/O使用起来可能需要更多的编程经验和理解。近年来一些高级框架如 Netty、Vert.x 等基于 Java NIO使得开发者更容易使用和管理非阻塞 I/O减少了开发的复杂性。
1.为什么会出现NIO
Java NIONew I/O的出现是为了解决传统 I/O 在处理大量连接时的性能问题。在传统的阻塞 I/O 模型中每个连接都需要一个单独的线程来处理当连接数量增多时会导致线程数量暴增消耗大量系统资源且效率低下。
Java NIO 的出现主要是为了解决传统 I/O 的几个问题 连接数量与线程开销问题传统 I/O 模型中每个连接需要一个独立的线程来处理线程开销较大。当连接数目增多时会消耗过多的系统资源同时线程切换开销也会增加。 阻塞与非阻塞传统 I/O 操作是阻塞的即当数据准备好之前线程会一直等待数据的到来。在某些场景下这种等待会导致资源浪费。 事件驱动在处理网络操作时传统 I/O 模型中常常需要轮询来检查连接是否有数据可读写效率较低。
Java NIO 提供了非阻塞的 I/O 操作通过 Channel 和 Selector 的概念使得单个线程可以处理多个连接的 I/O 操作减少了线程数量和系统资源的消耗。它采用了事件驱动的模型通过选择器Selector监听多个通道的事件并在事件发生时进行相应的处理避免了不必要的轮询。
这些特性使得 Java NIO 更适用于处理大量连接、高并发的网络应用场景提高了系统的效率和可伸缩性。虽然 Java NIO 相对于传统 I/O 更为复杂但它带来了更高的性能和更好的资源利用率因此得到了广泛的应用。
2.Talk is cheap.Show me your code.
2.1.传统代码实现传统阻塞I/O
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class SimpleEchoServer {public static void main(String[] args) {try {ServerSocket serverSocket new ServerSocket(8080);System.out.println(Server started...);while (true) {Socket clientSocket serverSocket.accept();System.out.println(Client connected: clientSocket);BufferedReader reader new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));PrintWriter writer new PrintWriter(new OutputStreamWriter(clientSocket.getOutputStream()), true);String inputLine;while ((inputLine reader.readLine()) ! null) {System.out.println(Received message from client: inputLine);writer.println(Server echo: inputLine);}reader.close();writer.close();clientSocket.close();}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;public class SimpleEchoClient {public static void main(String[] args) {try {Socket socket new Socket(localhost, 8080);PrintWriter writer new PrintWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()), true);BufferedReader reader new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));BufferedReader userInputReader new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));String userInput;while ((userInput userInputReader.readLine()) ! null) {writer.println(userInput);String response reader.readLine();System.out.println(Server response: response);}writer.close();reader.close();userInputReader.close();socket.close();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}在这个简单的示例中服务器接受客户端连接读取客户端发送的消息并将其发送回客户端。客户端连接到服务器并发送消息然后等待服务器返回的消息并打印。
请注意这只是一个基于阻塞 I/O 的简单示例实际应用中可能需要更多的错误处理、线程管理和优化。这种实现方式会为每个连接创建一个新的线程当连接数增加时可能会导致线程资源的消耗过多。在高并发情况下这种实现方式可能会遇到性能瓶颈。对于需要更高性能和可伸缩性的网络应用可以考虑使用基于 Java NIO 的技术框架来实现。
2.2.NIO实现
下面是一个简单的基于 Java NIO 实现的简单通信示例包括服务端和客户端
NIO 服务端
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.*;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;public class NIOServer {public static void main(String[] args) {try {ServerSocketChannel serverSocketChannel ServerSocketChannel.open();serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));serverSocketChannel.configureBlocking(false);Selector selector Selector.open();serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);System.out.println(Server started...);while (true) {selector.select();SetSelectionKey selectedKeys selector.selectedKeys();IteratorSelectionKey iterator selectedKeys.iterator();while (iterator.hasNext()) {SelectionKey key iterator.next();if (key.isAcceptable()) {ServerSocketChannel serverChannel (ServerSocketChannel) key.channel();SocketChannel clientChannel serverChannel.accept();clientChannel.configureBlocking(false);clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);System.out.println(Client connected: clientChannel.getRemoteAddress());} else if (key.isReadable()) {SocketChannel clientChannel (SocketChannel) key.channel();ByteBuffer buffer ByteBuffer.allocate(1024);int bytesRead clientChannel.read(buffer);if (bytesRead -1) {clientChannel.close();key.cancel();System.out.println(Client disconnected: clientChannel.getRemoteAddress());continue;}buffer.flip();byte[] bytes new byte[buffer.remaining()];buffer.get(bytes);String message new String(bytes).trim();System.out.println(Received from client clientChannel.getRemoteAddress() : message);// Echo back to the clientclientChannel.write(ByteBuffer.wrap((Echo: message).getBytes()));}iterator.remove();}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}NIO 客户端
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SocketChannel;public class NIOClient {public static void main(String[] args) {try {SocketChannel socketChannel SocketChannel.open();socketChannel.connect(new InetSocketAddress(localhost, 8080));String message Hello, server!;ByteBuffer buffer ByteBuffer.wrap(message.getBytes());socketChannel.write(buffer);buffer.clear();socketChannel.read(buffer);buffer.flip();byte[] bytes new byte[buffer.remaining()];buffer.get(bytes);System.out.println(Server response: new String(bytes).trim());socketChannel.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}这个示例是一个简单的基于 Java NIO 的通信示例包括一个非阻塞的 Echo Server 和一个客户端。服务端接受客户端连接并返回相同的消息。客户端连接到服务器并发送消息然后等待服务器返回的消息。
在服务器端通过 ServerSocketChannel 和 SocketChannel 实现了非阻塞的通信使用 Selector 监听多个通道的事件。在客户端使用 SocketChannel 连接服务器并进行数据的读写操作。
